不同钢渣粉掺量对混凝土强度和体积安定性的影响研究

为确定钢渣粉作为矿物掺合料在混凝土中应用的安全掺量,文中将钢渣粉按不同的掺量代替水泥进行试验,研究钢渣粉掺量对C40混凝土抗压强度及体积安定性的影响。研究结果表明,C40混凝土的抗压强度会随着钢渣粉掺量的增加而有明显的下降,此外还会增加混凝土芯样试件沸煮后的抗压强度损失率,但当钢渣粉掺量低于30%时,其对混凝土抗压强度的影响较小,且符合GB/T 50344—2019《建筑结构检测技术标准》f-CaO对混凝土质量影响检测方法中的相应要求。

不同强度等级混凝土对抗冻性能的影响

为评估北方公路用混凝土长期处于低温冻融环境中的安全性和耐久性。对不同强度等级(C30、C40、C50、C60)的混凝土试件开展快速冻融试验,通过测量冻融循环后的相对动弹性模量、质量损失率、抗压强度损失率,分析了不同强度等级混凝土试件抗冻性能。试验结果表明,随着冻融循环次数的增加,不同强度等级试件破坏程度均呈现逐渐加大趋势;试件强度等级越低,冻融循环后的内部结构越疏松,微裂缝数量越多,孔隙结构越差;随着强度等级的增加,试件孔隙率、质量损失率和抗压强度损失率均呈现降低特征,相对动弹性模量增加。

铁尾矿掺量对冻融循环和硫酸盐侵蚀联合作用下混凝土抗劣化性能的影响

为研究铁尾矿掺量在硫酸钠冻融循环作用下的混凝土劣化机理,对铁尾矿混凝土的质量和抗压强度损失率、相对动弹性模量进行了测试,建立了基于威布尔分布的冻融损伤模型。结果表明:硫酸钠冻融150次后,当铁尾矿的替代率为60%时,铁尾矿混凝土的质量损失最大,为1.7%;铁尾矿混凝土的抗压强度损失率随着冻融次数增加不断增大;60次冻融后,IC15组铁尾矿混凝土和IC45组铁尾矿混凝土的抗压强度损失率明显低于普通混凝土;IC30组铁尾矿混凝土的相对动弹性模量损失最小,而IC60组铁尾矿混凝土的相对动弹性模量损失最大。冻融循环0~30次时,相对动弹性模量降低缓慢,损失较小,当铁尾矿替代率为30%时,相对动弹性模量损失最小,抗冻性和抗硫酸盐侵蚀性最佳;铁尾矿混凝土在冻融循环与硫酸盐侵蚀联合作用下的冻融损伤模型符合威布尔分布,相关系数R2大于0.96。

铁尾矿砂制备岩溶空洞充填用泡沫混凝土的试验研究

研究了铁尾矿砂掺量、水灰比、纤维素醚掺量对溶洞充填用泡沫混凝土流动度和水下28d抗压强度损失率的影响。试验结果表明,当铁尾矿砂掺量为15%、水灰比为0.55、纤维素醚掺量为0.02%时,湿容重等级为1200kg/m3的泡沫混凝土性能满足溶洞水下充填技术要求。

矿渣微细粉对水泥基材料抗酸雨侵蚀特性研究

模拟中国硫酸型酸雨情况,以普通硅酸盐水泥空白砂浆为参比体系,研究采用矿渣微细粉对于改善混凝土抗酸雨性能的影响,分别从质量损失率、抗压强度、抗折强度和微观显微分析手段研究了各项性能变化规律。研究结果表明:在试验条件下矿渣微细粉存在最佳掺量区间,以20%～30%为最佳。当掺量超过30%时,砂浆不能生成足够的C-S-H凝胶,结构较疏松,内部微裂纹未被新的水化产物填充密实,H+和SO42-更容易进入浆体内部,导致更严重的腐蚀破坏;而当掺量少于20%时,火山灰效应发挥不明显,也不能促进砂浆抵御酸雨的侵蚀。在模拟酸雨环境中浸泡98d后,25%矿渣掺量的砂浆质量损失率最小仅为-38.2‰,且后期下降趋势最为平缓;对于抗压强度和抗折强度,在酸雨侵蚀条件下分别呈现不同的变化趋势,对于抗压强度的强化效果应控制矿粉的掺量不小于25%,而对于抗折强度,则应控制掺量不大于30%。综合考虑抗压强度和抗折强度,25%掺量最能强化砂浆抗酸雨侵蚀的性能;在SEM显微分析中可以观察到,矿粉砂浆较空白砂浆结构密实,微裂纹少。矿粉使水泥浆体的孔隙率明显下降,强化了集料界面黏结力,并减少了最大孔径的尺寸,大幅度提高混凝土的密实度,也就能更好地抵御酸雨离子的侵入。

泡沫混凝土和混凝土耐火极限的比较研究

泡沫混凝土用在建筑节能保温工程中,其耐火性能对提高建筑物的抗火灾能力非常重要。在模拟火灾条件下,通过测定不同密度、不同煅烧时间、不同含水量的泡沫混凝土和混凝土的抗压强度值,比较泡沫混凝土和混凝土的耐火极限的变化规律。结果表明,在火灾条件下,泡沫混凝土和混凝土的抗压强度损失率均随密度的增大而降低;密度为300kg/m3和800kg/m3的泡沫混凝土,在800℃下煅烧20min后,其抗压强度损失率分别为66.3%和25.5%;在同样的煅烧条件下,密度为2200kg/m3和2400kg/m3混凝土的抗压强度损失率分别为18.6%和15.8%;泡沫混凝土和混凝土的含水量越高,耐火极限就越长。泡沫混凝土为具有不燃特性A级保温材料,被用于建筑外墙保温隔热材料时,其抗压强度会因火场可燃材料的高温煅烧而有所降低,但其耐火极限能完全满足《建筑防火设计规范》。

活性粉末混凝土高温后超声研究及微观分析

为研究超声波法对活性粉末混凝土(RPC)高温后性能评价的普适性,进行100℃、200℃、300℃、400℃、500℃、600℃、700℃和800℃的高温试验,对比分析了相对波速、损伤度、相对主频和相对幅值4个参数与受热温度、抗压强度损失率的关系,并利用扫描电镜(SEM)研究了不同高温后RPC的微观结构变化.结果表明:对于活性粉末混凝土,采用损伤度和相对波速评价其高温后性能相关性较好,其中,拟合值与试验值相关性最好的是损伤度,能较准确地反映RPC的受损程度;而相对主频和相对幅值,其拟合值与实验值的相关性最小,评价结果差别较大;随着温度的升高,RPC内部缺陷开始增多,基体与纤维界面出现裂纹,微观结构不断恶化,抗压强度损失率增大.

高强混凝土高温后的红外热像检测

为研究高强混凝土遭遇火灾后产生的损伤破坏情况,根据红外热像检测原理,对高温作用后的素混凝土和聚丙烯纤维混凝土进行红外检测,并进行了抗压强度试验。通过对试验结果的分析计算,建立了掺聚丙烯纤维前后的高强混凝土试块红外热像平均温升与受火温度和抗压强度损失率的关系。分析结果表明,随受火温度的升高,素混凝土和聚丙烯纤维混凝土的红外热像平均温升基本上处于上升趋势,而抗压强度降低,500℃时强度损失率达到50%,600℃以后,聚丙烯纤维混凝土的强度损失率更是达到75%左右,表明试块损伤趋于严重。通过建立平均温升与受火温度、抗压强度比之间的回归方程,可鉴定火灾后混凝土的火灾温度、结构损伤程度,有利于及时修复灾后建筑物。

钢纤维全轻骨料粉煤灰混凝土的配合比和性能研究

为了解决钢纤维全轻混凝土现场浇筑时轻粗骨料上浮、钢纤维下沉等施工问题,以水灰比、钢纤维体积率和粉煤灰替代水泥率为变化参数,研究了大流动性钢纤维全轻骨料粉煤灰混凝土的配合比和工作性能;确定了采用P·O 52.5水泥、密度等级900的陶粒、陶砂和Ⅱ级粉煤灰配制密度等级1 700、强度等级LC35的大流动性钢纤维全轻骨料粉煤灰混凝土的配合比;进行了烘干后立方体试块抗压强度试验,分析了钢纤维全轻骨料粉煤灰混凝土受烘干效应影响的立方体抗压强度损失率.

矿渣水泥混凝土抗酸雨性能的研究

模拟中国硫酸型酸雨情况,以普通硅酸盐水泥空白砂浆为参比体系,研究了采用矿渣水泥对于改善混凝土抗酸雨侵蚀性能的影响,分别从质量损失率、抗压强度、抗折强度和微观显微分析手段研究了各项性能变化规律。研究结果表明:矿渣水泥对于提高混凝土抵抗酸雨腐蚀性能有明显改善效果。在本试验条件下,砂浆试块在模拟酸雨环境中浸泡150d后,与普通硅酸盐水泥相比,矿渣水泥混凝土其质量损失率降低了31%,抗压强度提高了27%,抗折强度提高了16.7%;同时通过SEM显微观察发现,矿渣水泥混凝土经过酸雨腐蚀后,晶体生长良好,大量C-S-H凝胶呈卷云状,且凝胶体之间相互重叠,形成比较致密的浆体结构,能较好地抵御酸雨的侵蚀。

透明混凝土性能研究

通过在不同光照条件下的透光试验、冻融循环试验和抗渗试验研究了光纤掺量分别为1.13%,2.0%,3.14%,4.52%,6.2%透明混凝土的透光性能、抗冻性能和抗渗性能。结果表明:以新闻灯和白炽灯为光源的测试透光率中,两种光源均可使透明混凝土透过可见光和红外光;透明混凝土抗冻融性和抗渗性能明显低于普通混凝土,且随光纤掺量增大而降低。冻融循环是透明混凝土使用过程中的不利因素,通过在光纤表面涂覆环氧树脂能增强光纤与混凝土的界面粘结性,提高抗渗性能。

水性环氧树脂对铁尾矿加气混凝土力学性能及抗冻性的影响

目的研究水性环氧树脂的掺量对铁尾矿加气混凝土的吸水率、密度、抗压强度、冻融后的质量损失率和抗压强度损失率的影响.方法通过掺入不同掺量的水性环氧树脂制备铁尾矿加气混凝土试样,经冻融循环后,测试其质量损失和强度损失,重点分析水性环氧树脂掺量对加气混凝土抗冻性能的改善作用,并利用XRD和SEM等分析方法,研究不同掺量下加气混凝土试样的水化产物及结构特点.结果水性环氧树脂较为适当的掺量范围为3%~5%.当水性环氧树脂掺量大于3%时,制备试样的吸水率较为明显的降低;制备试样的密度有较大幅度的升高.当水性环氧树脂掺量为3%时,制备试样15次冻融循环后的质量损失率和抗压强度损失率开始较为明显的降低;当水性环氧树脂掺量大于3%时,试样的质量损失率和抗压强度损失率的降幅逐渐减小.结论当水性环氧树脂掺量为3%时,对加气混凝土的抗冻性开始起作用,15次冻融后试样的质量损失率和强度损失率分别为3.981%和20.019%;水化产物以托勃莫来石、C-S-H(II)和复合的交联的胶凝材料相为主.

煤矸石混凝土耐久性的试验研究

以煤矸石替代部分碎石、粉煤灰和矿渣替代部分水泥配制煤矸石混凝土,采用正交试验对其进行了耐久性的研究,分析了经硫酸盐侵蚀后抗压强度损失值、渗透系数及其冻融后弹性模量损失值3个指标,试验表明,粉煤灰的影响因素要大于矿渣的影响因素。通过极差分析法与功效系数法得出了煤矸石混凝土耐久性的优方案是相同的,即煤矸石混凝土的耐久性优方案是煤矸石替代碎石量30%、粉煤灰替代水泥量20%、矿渣替代水泥量15%。同时建立了硫酸盐侵蚀后抗压强度损失值与冻融后弹性模量损失值之间的线性关系,这对预测、控制和改善煤矸石混凝土的性能具有实际意义。

弯曲荷载作用下循环再生混凝土抗冻性研究

试验研究了C30循环再生混凝土在不同循环再生骨料取代率和弯曲荷载下的抗冻耐久性能。结果表明,C30循环再生混凝土的抗冻性随弯曲荷载的提高而降低,随循环再生粗骨料取代率的增加而降低,当循环再生细骨料取代率取20%时达到最佳。

水下不分散泡沫混凝土的抗分散性能研究

研究了水胶比、减水剂掺量、纤维素类絮凝剂掺量对水下不分散泡沫混凝土抗分散性能的影响。试验结果表明,当水胶比为0.48、羧甲基纤维素絮凝剂和减水剂掺量分别为0.08%和0.4%时,所制备的水下不分散泡沫混凝土的流动性和抗分散性的综合性能最佳。

有机硅改性防水砂浆抗冻融性能研究

在水泥砂浆中加入不同种类的有机硅制得有机硅改性防水砂浆,以冻融循环后的质量损失率和抗压强度损失率来表征防水砂浆的抗冻融性能,结果表明,不同的冻融循环次数后,有机硅改性防水砂浆的质量损失率低于普通水泥砂浆,但抗压强度损失率高于普通水泥砂浆,有机硅改性防水砂浆的外观脱落情况较普通水泥砂浆好,总体抗冻融性能有所改善。从SEM照片可以发现,有机硅改性防水砂浆内部形成了网络结构。

废弃混凝土试块掺合型再生混凝土抗冻性试验研究

采用改变粉煤灰和再生粗骨料在废弃混凝土试块掺合型再生混凝土中的取代率,对再生混凝土的抗冻性能进行了试验研究,探索不同粉煤灰和再生粗骨料取代率分别对再生混凝土质量损失率、抗压强度损失率以及相对动弹性模量的影响。试验结果表明:一方面,粉煤灰对再生混凝土在受到冻融破坏时有不同程度的改善和增强作用;另一方面,不同再生粗骨料取代率配制的再生混凝土,其质量损失率较小,然而抗压强度损失率、相对动弹性模量下降率增加明显,再生粗骨料取代率80%的抗压强度损失率比30%的提高了180.5%,再生粗骨料取代率100%比取代率为30%的相对动弹性模量降低了21.8%。

改性高钙灰对水泥基材料的抗酸腐蚀特性

模拟中国硫酸型酸雨情况,以普硅水泥空白砂浆为参比体系,研究改性高钙粉煤灰对改善混凝土抗酸性能的影响,从宏观和微观方面研究各性能变化规律。结果表明:高钙粉煤灰对建筑物抗酸腐蚀有优化效果,但掺量存在最佳优化区间和"拐点";掺量w(高钙灰)=25%的砂浆腐蚀98 d后质量损失率仅-2.011%,而相同腐蚀条件下空白砂浆的质量损失率为-5.120%;98 d抗压强度和抗折强度是空白砂浆的1.31倍和1.47倍;机理分析发现高钙灰中大量的活性钙可作为缓冲组分,减缓体系由碱性环境变成酸性或中性环境的速度,从而阻止其他水化产物因pH值降低而产生的不稳定溶蚀现象;微细CaO颗粒会反应生成CaSO4沉积在试块表面,既解决膨胀破坏问题又堵塞了酸液的入侵通道。

酸雨侵蚀对混凝土性能影响及表面防护措施比选

通过室内模拟酸雨试验,对比研究矿物掺合料、养护时间和表面防护方式对混凝土质量损失、抗压强度损失和中性化性能的影响。结果表明,掺入矿物掺合料后,混凝土试件质量和抗压强度损失比纯水泥配制混凝土有所降低,按适量比例复掺粉煤灰和矿粉抑制效果更优;延长标准养护时间,能减小混凝土试件质量和抗压强度损失;试件表面涂覆硅烷或涂层后均能抑制混凝土试件质量和抗压强度损失及中性化程度,涂覆涂层效果更优。

西北地区负温混凝土冻融耐久性试验性能研究

在水中冻融循环下,通过基准混凝土和掺加复合防冻剂负温混凝土在冻融循环过程中的试验研究,以抗压强度损失率和混凝土质量损失率作为混凝土冻融耐久性的评价依据,能准确地反映冻融过程中混凝土性能的劣化程度,为西北地区冬季施工提供帮助和理论依据。